Question

11．小明利用一未知焦距的凸透鏡探究透鏡的成像規(guī)律，進(jìn)行了如下操作并得到了相關(guān)結(jié)論．請(qǐng)你將空缺部分補(bǔ)充完整．
（1）將一束平行光射向凸透鏡，得到如圖所示的光路圖． 則該透鏡的焦距為10 cm．
（2）將蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，并使?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度．
（3）按要求進(jìn)行觀察和測(cè)量，并將觀測(cè)情況記錄在表中．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	物距μ/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	30	15	倒立、縮小的實(shí)像
2	25	16.7
3	20	20	倒立、等大的實(shí)像
4	15		倒立、放大的實(shí)像
5	5	/	正立、放大的虛像

①上表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2中像的性質(zhì)為倒立、縮小的實(shí)像，實(shí)驗(yàn)序號(hào)4中像距為30cm．
②當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí)，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡的方向移動(dòng)．
（4）點(diǎn)燃蠟燭后，無(wú)論怎么移動(dòng)光屏，都不能在光屏上得到像，可能的原因：物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上，或凸透鏡、光屏、燭焰的中心不在同一高度處．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中像成在光屏的上方，要使像成在光屏的中央應(yīng)將凸透鏡向下（上/下）移動(dòng)
（5）小明所在班級(jí)照畢業(yè)像時(shí)，攝影師發(fā)現(xiàn)兩旁還有同學(xué)沒(méi)有進(jìn)入取景框內(nèi)，攝影師使照相機(jī)遠(yuǎn)離（選填“遠(yuǎn)離“、”靠近“）同學(xué)，同時(shí)還應(yīng)縮短（選填“增加”、“縮短”或“不改變”）照相機(jī)的暗箱長(zhǎng)度，才會(huì)在取景框內(nèi)得到清晰滿(mǎn)意的畫(huà)面．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)凸透鏡焦點(diǎn)和焦距的定義進(jìn)行判斷．
（2）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線(xiàn)上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．（3）①根據(jù)凸透鏡成像的四種情況進(jìn)行判斷：
u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、縮小的實(shí)像．
u=2f，v=2f，成倒立、等大的實(shí)像．
2f＞u＞f，v＞2f，成倒立、放大的實(shí)像．
u＜f，成正立、放大的虛像．
②凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，像變大．
（4）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，若光屏上沒(méi)有像，可能是因?yàn)槲锞嘈∮诮咕�，成了虛像，不能成在光屏上；有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無(wú)法成在光屏上；有可能物體在焦點(diǎn)上，不能成像；凸透鏡成倒立的實(shí)像，其中倒立是指像與物體的上下及左右都相反，要想使像向下移動(dòng)，則應(yīng)使凸透鏡向下移動(dòng)．
（5）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，像變大．

解答 解：（1）如圖所示，平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)和光心之間的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是10cm；
（2）蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線(xiàn)上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（3）①已知凸透鏡的焦距是10cm；根據(jù)表中序號(hào)為2的數(shù)據(jù)可知，25cm＞2f，2f＞16.7cm＞f，所以成倒立、縮小的實(shí)像．根據(jù)光路的可逆性，物距為15cm時(shí)，由圖表知，4中像距為30cm；
②當(dāng)蠟燭從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí)，物距減小，像距增大，光屏應(yīng)遠(yuǎn)離凸透鏡．
（4）無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上，或凸透鏡、光屏、燭焰的中心不在同一高度處．
由題意知，燭焰的像偏上，根據(jù)倒立的含義，要使像能成在光屏的中央，則應(yīng)將凸透鏡向下移動(dòng)；
（5）攝影師發(fā)現(xiàn)兩旁還有同學(xué)沒(méi)有進(jìn)入取景框內(nèi)，說(shuō)明所照的像大了，應(yīng)該讓像變小一些，則攝影師要使照相機(jī)遠(yuǎn)離同學(xué)，增大物距，同時(shí)應(yīng)減小像距才可以在底片上得到清晰的像．所以應(yīng)該縮短照相機(jī)暗箱長(zhǎng)度．
故答案為：（1）10；（2）同一高度；（3）倒立、縮小的實(shí)像；30；遠(yuǎn)離；（4）物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上，或凸透鏡、光屏、燭焰的中心不在同一高度處；下；（5）遠(yuǎn)離；縮短．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的理解和運(yùn)用能力．要知道照相機(jī)是根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律制成的，要熟練掌握凸透鏡成像的規(guī)律，特別是成像特點(diǎn)與物距、像距之間的關(guān)系．